GIS支持下岷江上游土壤侵蚀动态研究

利用TM数据,采用3S技术和通用土壤侵蚀方程(RUSLE)研究岷江上游地区3个典型时期的土壤侵蚀动态,并对影响侵蚀的主要因子进行初步分析.结果表明,研究区3个时期侵蚀面积分别占研究区总面积的1.28%、1.84%和1.70%;年平均侵蚀模数分别为832.64、1048.74和1362.11t.km-2,以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,伴有少量的中度侵蚀.侵蚀面积比较小,侵蚀程度比较轻.侵蚀与坡度呈显著正相关,侵蚀大多发生在>25°的区域,1986年占总侵蚀量的93.65%,1995年为93.81%,2000年为92.71%;在海拔上,中山、亚高山、高山以及干旱河谷是侵蚀发生的主要地带,1986年占总侵蚀量的98.21%,1995年为97.63%,2000年为99.27%;不同类型的植被直接影响到侵蚀的发生,灌木林地以及新退耕的疏林地是3个时期侵蚀的主要发生地,过度放牧导致草场退化,也产生了微度侵蚀;侵蚀的发生和土壤类型密切相关,燥褐土、石灰性褐土最易发生侵蚀,是控制侵蚀的重点区域;人口的增长、户数的增加是侵蚀发生的驱动因子,人口与户数增长导致资源需求压力的增大,侵蚀呈线性增加.

UV-B辐射增强对长白山五种藓类植物生长的影响

对生长在中国长白山的5种藓类植物——垂枝藓、拟垂枝藓、塔藓、星塔藓和高山金发藓分别以辐射强度为0.2(自然光照,对照)、3.0(紫外线中等辐射强度)和6.0kJ.m-2.d-1(高剂量辐射强度)的UV-B照射40d后,测定其株高、生物量及叶绿素含量.结果表明:中等和高强度的UV-B辐射使拟垂枝藓和塔藓的株高、生物量和叶绿素含量分别下降了32.3%、62.4%、81.3%和21.4%、59.4%、62.8%,其相对生长速率均为负值;高剂量UV-B辐射处理下垂枝藓的生物量稍有上升,而高山金发藓地下部分的生物量增加1倍,但叶绿素含量变化不明显.高山金发藓和垂枝藓抵抗UV-B辐射的能力较强,拟垂枝藓和塔藓对UV-B辐射较敏感.

白浆土-植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅱ.白浆土无机磷形态变化

采用室内培养和微区试验研究表明，施入白浆土中无机磷在短时间内（２４ｈ、８ｄ）主要向ＦｅＰ和ＡｌＰ转变，较长时间后（８０ｄ），ＡｌＰ向ＦｅＰ转化，ＣａＰ变化较弱，土壤中无机磷形态转化与白浆土本身的土壤属性具有密切关系．施用有机肥改变了土壤中无机磷形态的转化过程，其与土壤中的铁、铝氧化物反应形成的“Ａｌ有机质Ｐ”和“Ｆｅ有机质Ｐ”是作物较易利用的有效Ｐ源

板栗壳吸附Cu~(2+)的平衡与动力学研究及工艺设计

研究了板栗壳吸附Cu2+的平衡、动力学和热力学特征并对吸附工艺进行设计.采用Langmuir和Freundlich等温线对静态吸附平衡数据进行了拟合,同时采用准一级动力学和准二级动力学模型对静态吸附动力学数据进行了拟合,并计算了吸附过程的热力学参数自由能变(ΔGo)、焓变(ΔHo)和熵变(ΔSo).结果表明,平衡实验数据符合Langmuir等温吸附模型,分离因子RL值在0～1之间,为有利吸附;动力学实验数据符合准二级动力学方程,平衡吸附量随Cu2+起始浓度增大而增大;ΔHo和ΔSo分别为12.206kJ·mol-1和21.534J·mol-·1K-1,ΔGo为负值,表明板栗壳吸附Cu2+为放热过程,可以自发进行,吸附过程增加了固液界面的混乱度.基于Langmuir等温吸附模型推导出的板栗壳用量计算公式可用于预测将一定体积一定起始浓度Cu2+溶液经过吸附降至所需浓度的板栗壳用量.

半干旱区沙质退化草地造林对土壤质量的影响

采用野外调查与室内培养相结合的方法,研究了我国北方半干旱区科尔沁沙地退化草地营造樟子松人工林32年后0～10cm表层土壤理化性状、土壤碳氮矿化量、土壤微生物量以及土壤酶活性等的变化.结果表明:32年生樟子松人工林土壤有机碳、全氮和全磷等养分含量分别下降了21%、42%和45%;5月和11月樟子松人工林土壤NH4+-N显著高于草地(P=0.001;P=0.019),而5、8和11月草地土壤NO3--N含量显著高于樟子松人工林(P<0.001;P=0.048;P=0.031);5、8和11月樟子松人工林土壤有机碳日矿化释放的CO2-C量均大于草地,而二者土壤氮矿化率差异不显著(P>0.05);5和8月樟子松人工林土壤微生物量碳含量与草地相比差异不显著,11月则显著高于草地;土壤养分和水分含量是影响土壤微生物量碳含量的重要因素;与草地相比,樟子松人工林土壤脲酶和蔗糖酶活性降低,而土壤过氧化氢酶活性升高.上述结果说明半干旱区沙质退化草地营造樟子松人工林32年后土壤质量出现一定程度的下降;由于植被的改变,樟子松人工林土壤理化性状和生物学性状等表现出与草地不同的季节动态特征.造林作为我国北方半干旱区沙地退化生态系统的一种恢复手段具有一定的局限性.

半干旱沙区退耕还林对碳储量和分配格局的影响

以农田和不同退耕还林年限(5、10、15年)的杨树人工林为对象,开展了退耕还林对生态系统有机碳储量和分配格局特征的研究。结果表明:随着退耕年限的增加,生物量碳储量不断积累,且其增加的碳库主要分配在树干。与农田(CK1)相比,退耕还林5年的杨树人工林(Poplar1)0~10、10~20、20~40和40~60cm土壤有机碳含量分别下降了7.65%、36.66%、51.94%和21.4%;退耕还林10年的杨树人工林(Poplar2),不同层次土壤有机碳含量分别提高了69.63%、62.46%、17.07%和66.94%。与农田(CK2)相比退耕还林15年的杨树人工林(Poplar3),0~10、20~40和40~60cm土壤有机碳含量分别提高了31.96%、81.50%和58.05%,而10~20cm土层下降了13.38%。与对照农田相比,5年生杨树人工林0~60cm土壤有机碳储量下降了31%,而10年和15年生杨树人工林土壤有机碳储量分别增加了47%和41%。退耕5年的杨树人工林总的碳储量比对照农田下降了10%,退耕10年和15年的杨树人工林与相应对照农田相比较,生态系统总的碳储量分别提高大约2倍和5倍。说明,农田退耕还林后生态系统碳储量明显增加,增加的碳储量主要积累在地上生物量碳库中。退耕还林初期,土壤有机碳储量表现出下降趋势,随后逐渐恢复甚至高于农田土壤碳储量。

不同缓/控释氮肥在玉米苗期的养分释放与转化研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,研究施用不同缓/控释氮素肥料在玉米苗期的土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮及矿质态氮数量。研究表明,施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂NBPT涂层大颗粒尿素肥料的尿素态氮含量最高,为21.29 mg kg-1土;硝化抑制剂DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素的铵态氮含量最高,分别达到60.22 mg kg-1土和59.93 mg kg-1土,硝态氮含量最低,分别为29.82 mg kg-1土、27.97 mg kg-1土,相互间差异不显著;醋酸酯淀粉包膜大颗粒尿素的硝态氮和矿质态氮含量都最高,分别为102.08 mg kg-1土和135.25mg kg-1土,铵态氮、尿素态氮含量最低,分别为33.16 mg kg-1和3.42 mg kg-1土,相互间无显著差异;DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素、丙烯酸树脂包膜NBPT涂层大颗粒尿素、醋酸酯淀粉包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素和丙烯酸树脂包膜DCD与NBPT混合涂层大颗粒尿素在玉米苗期的土壤矿质态氮含量最少,相互间无显著差异,分别为89.75 mg kg-1土、93.70 mg kg-1土、88.19 mg kg-1土和86.22 mg kg-1土,说明它们在玉米苗期氮素养分释放量最少,包膜和抑制剂的作用效应较好。

草甸白浆土水解酶活性和动力学特性对保护性耕作方式的响应

在田间试验条件下,以传统耕作(CT)为对照,研究了免耕(NT)和少耕(RT)对黑龙江省八五三农场草甸白浆土土壤与碳、氮、磷、硫元素转化相关的九种水解酶(α—葡糖苷酶、β—葡糖苷酶、α—半乳糖苷酶、β半乳糖苷酶活性脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸醅酶)的影响,同时研究了保护性耕作对土壤脲酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、芳基硫酸酯酶及β—葡糖苷酶动力学特性的影响。结果表明,保护性耕作(RT,NT)降低土壤pH值,提高土壤养分(有效氮:42.0%,21.6%;总碳:26.6%,12.2%;总氮:16.6%,15.8%)含量,提高了土壤α—半乳糖苷酶、β—半乳糖苷酶和α—葡糖苷酶、蛋白酶活性活性,但脲酶活性却降低,参与土壤磷素及硫素转化的磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸酯酶活性差异不显著,传统耕作处理(CT)与免耕(NT)处理土壤中芳基硫酸酯酶活性著高于少耕(MT)处理。土壤水解酶动力学参数对耕作方式的反应与表观活性对耕作方式的反应不一致,草甸白浆土短期(三年)保护性耕作已经体现了一定程度的土壤改良效果。

长白山北坡阔叶红松林草本植物物种多样性及其季节动态

通过对原始阔叶红松林草本植物早春（５月５～２０日）、夏季（６月２０日～７月１０日）和秋季（８月２０日～９月１０日）的三次调查，结果表明其物种多样性是很丰富的，一年内共有１２３种（包括６个变种）草本植物在该森林内出现。同时其季节变化也比较明显，早春、夏季和秋季的草本植物物种数分别为：７９，１０１，和９８；Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数分别为：３．１８２９，３．３１４０，２．９６７７；Ｓｈａｎｎｏｎ均匀度指数分别为０．７２８４，０．７１８１和０．６４７３。早春的草本植物以银莲花（Ａｎｅｍｏｎｅｓｐｐ．）、延期索（Ｃｏｒｙｄａｌｉｓｓｐｐ．）、顶冰花（Ｇａｇｅａｌｕｔｅａ）等为主，夏秋季则美汉草（Ｍｅｅｈａｎｉａｕｒｔｉｃｉｆｏｌｉａ）和一些苔草（Ｃａｒｅｘｓｐｐ．）占优势。草本植物一年内的水平及垂直结构也有很大变化。

长白山北坡苔原/岳桦景观边界的定量检测

景观边界是不同景观类型之间的过渡带,是生态系统与环境(包括地形和地貌等)相互作用的产物,运用地理信息系统和多变量分析方法(主成分分析PCA和移动窗口分析法MSWA)分别对样线数据和TM遥感影像数据进行分析,定量判定长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度和位置。结果表明:长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度为60 m左右,这与野外样线调查的结果——该边界的宽度为50 m相一致;研究结果表明:与地理信息系统和其它统计方法相结合,TM遥感影像数据可以用于森林景观边界的定量检测;在景观边界的检测方面,移动窗口法比主成分分析法更可靠;只要样线布设合理,主成分分析法也可以用于景观边界的定量检测。

长白山地区蒙古栎光合特性

基于单叶尺度上的光强-光合响应以及CO2-光合响应测定,对长白山地区蒙古栎成树和幼树的光合特性分别进行了研究.结果表明,蒙古栎成树的光补偿点Lcp为21μmol/(m2·s),光饱和点Lsp为1564μmol/(m2·s),表观量子效率α为0·045;幼树的Lcp、Lsp、α以及CO2补偿点、饱和点分别为29μmol/(m2·s)、1581μmol/(m2·s)、0·049、73μmol/mol、625μmol/mol.幼树和成树具有相似的光响应特征,但前者的光合同化能力要高于后者.蒙古栎具有典型的喜光性,但对高光的利用效率要低于弱光.

长白山二道白河溪流大木质物残体的初步研究(英文)

主要对长白山北坡溪流大木质物残体现存量进行了调查和研究,包括两段河道内所有大木质物残体的基径、顶径、长度、腐烂级,并在其中一段对树种尽可能进行了鉴别,以分析河岸带植被与溪流大木质物残体的关系。在调查的红松阔叶林植被带内4500 m长河道内,共发现溪流倒木425株,分属于17个树种;其中III、IV级腐烂占相当大的比重,与林地倒木II、III级腐烂占优有所不同,其原因可能与分解环境的不同有关。两段河道溪流大木质物残体的现存量为1.733 m3/100m、 10.83m3/hm2和1.709 m3/100m、 21.36 m3/hm2。处于III、IV级腐烂的溪流大木质物残体所占比重较大,与在森林中情况有所差异,可能与分解环境的不同有关。溪流大木质物残体和林地活立木的个体数量的径级分布基本上为反J型,而它们材积的径级分布均为典型的J型。溪流大木质物残体的树种组成和不同树种的材积与河岸带植被密切相关,但存在差异,分析这种差异可以深入了解河岸带植被动态。图1表4参18。

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成及其年际动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林乔木树种幼苗的组成及其年际动态,以长白山阔叶红松林25ha动态监测样地为平台,在样地内150个种子收集器周围设置了600个5m×5m幼苗样方。基于2006-2008年连续3年的幼苗样方调查数据,对乔木幼苗的树种组成、数量组成、空间分布特征、年际动态、新增和死亡幼苗组成等进行了分析。结果表明:(1)从树种组成来看,该群落乔木树种的幼苗组成种类较为丰富,共记录到21个树种,这些树种也是样地内胸径1cm以上乔木树种的主要组成成分。树种组成在年际间变化不大,但各样方间表现出极大的空间变异。(2)从数量组成来看,共记录到11,959株乔木幼苗,以水曲柳(Fraxinus mandshurica)和紫椴(Tilia amurensis)幼苗数最多,占总幼苗数的72.75%;水曲柳、紫椴和红松的幼苗数量在年际间有明显波动,其他树种年际间波动较小。(3)从新增和死亡幼苗的数量与组成来看,共记录到15个乔木树种的新增幼苗,其中紫椴、水曲柳、色木槭(Acer mono)、红松等10个树种在每次调查中都有新苗记录,新苗数量在年际间随物种和样方位置表现出明显差异。(4)对各树种的幼苗、种子和大树的组成和空间分布的比较发现,各树种的幼苗、种子和大树之间的数量组成和比例差异较大,其中紫椴、水曲柳、色木槭和假色槭(A.pseudo-sieboldianum)的幼苗、种子在整个样地内都有分布,春榆(Ulmus japonica)和怀槐(Maackia amurensis)幼苗的空间分布与种子和大树不一致,糠椴(T.mandshurica)和山丁子(Malus baccata)等的幼苗、种子和大树的个体数相对都较少,且它们的分布是一致的。

长白山阔叶红松林生态系统的呼吸速率

利用Li-6400便携式CO2分析系统测定长白山原始阔叶红松林生态系统土壤呼吸、乔灌木的枝干呼吸和叶呼吸;同步监测森林小气候气象因子;建立土壤、树干、叶与环境因子间的模型.根据阔叶红松林植被群落的特性,估算阔叶红松林生态系统不同组分呼吸速率.结果表明,阔叶红松林生态系统呼吸具有明显的成熟林特征,生态系统总呼吸量为1602.8gC.m-2.整个生态系统年平均呼吸速率为(4.37±2.98)μmol.m-2.s-1(24h平均数).其中,土壤呼吸、枝干和叶呼吸分别占整个森林生态系统呼吸的63%、16%和21%.乔木、灌木和草本叶呼吸速率分别占阔叶红松林生态系统植物呼吸的89.82%、5.57%和4.61%.阔叶红松林生态系统呼吸速率与大气和土壤温度之间呈显著的指数关系.大气和土壤温度能分别反映阔叶红松林生态系统呼吸的87%和95%.